Bluetooth -robot: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

ARDUINO BLUETOOTH ROBOTBIL

Projektdatum: augusti 2018

Projektutrustning:

1. 1 * Anpassad basplattform.

2. 4 * DC -motor + hjul.

3. 3 * 18650 batterier med 3 batterihållare och 2 * 18650 batterier med 2 batterihållare.

4. 2 * Vippströmställare.

5. 2 * Röda LED -lampor med 220K -motstånd i serie

6. 1 * kit som innehåller: 2 st SG90 servomotor + 1 st 2-axlig servobeslag.

7. 1 * Arduino Uno R3

8. 1 * Arduino Sensor Shield V5

9. 1 * L298N Dual Bridge DC stegmotordrivrutin

10. 1 * Ultraljudsmodul HC-SR04

11. 1 * 8 LED neo pixel strip ws2812b ws2812 smart led strip RGB

12. 1 * BT12 Bluetooth -modul BLE 4.0

13. 1 * 12V spänning 4 -siffrig display

14. 1 * 1602 LCD -skärm plus IIC -modul för seriellt gränssnitt

15. Hot Lim, M3-avstånd, skruvar, brickor.

16. Man-till-hona 10 cm och 15 cm bygelkablar.

17. Vanlig 1 mm tråd ca 50 cm.

18. Verktyg inklusive: Lödkolv, miniatyrskruvmejslar och tång

19. USB till Arduino -kabel.

ÖVERSIKT

Detta är det andra Arduino -baserade projektet jag har skickat till Instructables, men roboten som beskrivs nedan är den fjärde roboten jag har byggt. Denna robot bygger på en tidigare version som var WiFi -baserad, den här nya versionen har både WiFi och Bluetooth -kommunikation. WiFi för att låta kameran strömma video direkt till Android -appen. och Bluetooth för enkel kontroll av roboten. Arduino -koden lyssnar efter Bluetooth -kommandon, tar emot dem, avkodar kommandot, agerar på kommandot och returnerar slutligen ett svarsmeddelande till Android -appen. bekräftar att kommandot har antagits. Förutom denna feedback på Android -appen. roboten upprepar också kommandona på sin egen LCD 16x2 raddisplay.

Min filosofi när jag bygger robotar är att se till att de inte bara fungerar på det sätt som krävs utan också att de ser estetiskt korrekt ut med rena linjer och bra konstruktionsmetoder. Jag använde ett antal internetbaserade resurser både för elektroniken och Arduino-koden och för det vill jag tacka de bidragsgivarna.

Valet av 18650 -batterierna baserades på deras effekt och lätthet att få begagnade batterier av god kvalitet, vanligtvis från gamla bärbara datorer. Arduino -kortet är en standardklon, liksom L298N Dual Bridge -motorstyrenheten. Likströmsmotorerna är tillräckliga för projektet men jag kände att större 6V likströmsmotorer med direktdrivning skulle prestera bättre, detta är en möjlig framtida uppgradering av projektet.

Steg 1: Fritzing Diagram

Fritzing-diagrammet visar de olika anslutningarna från batterierna, via den tvåpoliga omkopplaren, till Arduino Uno. Från Arduino Uno till L298N-motordrivrutinen, LCD 16X2-linjedisplay, Bluetooth BT12, HC-SR04 sonisk sändare och mottagare, servon för kameran och den soniska sändaren, och slutligen från L298N till DC-motorerna.

Obs: Fritzing -diagrammet visar inga GND -kablar

Steg 2: Konstruktion

KONSTRUKTION

Grundkonstruktionen bestod av en enkel bas 240 mm x 150 mm x 5 mm med hål borrade för M3-avstånd, hål för L298N, MPU-6050 och Arduino Uno-stöd. Ett enda 10 mm hål borrades i basen för att tillåta styrkablar och elkablar. Med hjälp av 10 mm avstängning av LCD-, Arduino Uno- och L298N-motordrivrutinen var de anslutna och anslutna enligt diagrammet ovan.

Likströmsmotorerna monterades på bottenplattan med varmt lim. Efter att ha lödts var varje motors ledningar anslutna till vänster och höger kontakt på L298N -motordrivrutinen. L298 -motorförarbygeln installerades så att en 5V -strömförsörjning kunde tillhandahållas för Arduino Uno -kortet. Därefter limmades 18650 batterihållare på undersidan av basen och kopplades via en tvåpolig strömbrytare till Arduino Uno och 12V och Ground-ingångarna på L298-motorföraren.

Kameraservokablar var anslutna till stift 12 och 13, HC-SR04 servokabel fästes på stift 3. Stift 5, 6, 7, 8, 9 och 11 var anslutna till motorföraren L298N. BT12 Bluetooth -modulen var ansluten till Arduino Sensor Shield V5 Bluetooth -uttag, VCC, GND, TX och RX, med TX- och RX -kablar omvända. URF01-stiftsatsen användes för att fästa HC-SR04-, VCC-, GND-, Trig- och Echo-stiften, medan IIC-stiftsatsen användes för att ansluta LCD-VCC-, GND-, SCL- och SCA-stiften. Slutligen är de 8 LED -lamporna med stift VCC, GND och DIN anslutna till stift 4 och dess tillhörande VCC- och GND -stift.

Eftersom båda batterierna och deras strömbrytare var monterade under basen, tillsattes en enda röd lysdiod och 220K -resistor parallellt med strömbrytaren så att den skulle tändas när strömbrytaren slogs på.

De bifogade bilderna visar byggnadsstadierna för roboten som börjar med att M3 -avstånden är fästa på Arduino Uno och L298N, sedan är båda dessa föremål fästa på basen. Ytterligare M3-avstånd används tillsammans med mässingsplattan för att konstruera en plattform på vilken HC-SR04 och kameraservos är monterade. Ytterligare bilder visar kablar och konstruktion av motorer, batterihållare och Neo pixel ljusremsa.

Steg 3: Arduino och Android -kodning

ARDUINO -kodning:

Med hjälp av utvecklingsprogramvaran Arduino 1.8.5 modifierades följande program och laddades sedan ner till Arduino Uno -kortet via en USB -anslutning. Det var nödvändigt att hitta och ladda ner följande biblioteksfiler:

· LMotorController.h

· Wire.h

· LiquidCrystal_IC2.h

· Servo.h

· NewPing.h

· Adafruit_NeoPixel

(Alla dessa filer är tillgängliga från https://github.com webbplats)

Bilden ovan visar en enkel fix för att tillåta Arduino -koden att laddas ner till Arduino Uno -kortet. Medan BT12 -modulen var ansluten till TX- och RX -stiften skulle nedladdningsprogrammet alltid misslyckas, så jag lade till en enkel brytanslutning på TX -linjen som bröts medan koden laddades ner och sedan gjordes om för att testa BT12 -kommunikationen. När roboten var helt testad tog jag bort den här brytbara länken.

Arduino och Android källkodfil finns i slutet av denna sida

ANDROID -kodning:

Använda Android Studio build 3.1.4. och med hjälp av många informationskällor på internet som jag tackar för utvecklade jag en app som låter användaren välja och ansluta till en WiFi -källa för kameran och en Bluetooth -källa för att styra robotens handlingar. Användargränssnittet visas ovan och de två följande länkarna visar video av roboten och kameran i aktion. Den andra skärmdumpen visar WiFi och Bluetooth -skanning och anslutningsalternativ, den här skärmen kommer också att kontrollera att appen har nödvändiga behörigheter för att komma åt både WiFi och Bluetooth -nätverket och enheter. Appen kan laddas ner via länken nedan, men jag kan inte garantera att den fungerar på någon annan plattform förutom en Samsung 10.5 Tab 2. För närvarande antar appen att Bluetooth -enheten heter "BT12". Android -appen skickar enkla teckenkommandon till roboten men tar emot kommandobekräftelsesträngar i gengäld.

Steg 4: Avsluta

You Tube -video av robotens grundläggande funktion kan ses på:

You Tube -video av robotens hindrande undvikande kan ses på:

Vad jag har lärt mig:

Bluetooth -kommunikationen är definitivt den bästa metoden för att styra roboten, även med den maximala räckvidden på 10 meter som BT12 har. Användning av 18650 batterier, en uppsättning för att driva motorerna och en andra uppsättning för att driva Arduino, skärm, servon, BT12 och LCD hjälper till att förlänga batteriets livslängd. Jag var imponerad av NEO Pixel -ljusremsan, RGB -lysdioder är ljusa och lätta att styra liksom BT12 Bluetooth -modulen som har fungerat felfritt sedan den mottogs.

Vad kommer härnäst:

Detta projekt handlade alltid om användning av Bluetooth -kommunikation. Nu när jag har en fungerande modell och kan styra roboten via Android -appen är jag redo att starta nästa projekt som kommer att vara det mest komplexa jag har försökt, nämligen ett sexben, 3 DOM per ben, Hexapod som kommer att styras av Bluetooth och kunna strömma video i realtid via huvudet som i sig kommer att kunna röra sig vertikalt och horisontellt. Jag förväntar mig också att roboten undviker hinder.